Plantas Gemelas Digitales: ANAV implanta la tecnología virtual para ganar en eficiencia y productividad

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¿Qué es un gemelo digital? En su definición más elemental, es una representación digital de un objeto o sistema físico, una “copia virtual”. Se trata de una tecnología utilizada en la industria para representar, analizar y monitorizar los comportamientos de distintos equipos o sistemas ante diferentes situaciones o estímulos. Lo que hace una década eran maquetas y prototipos, hoy son gemelos digitales. Pero, además, combinando tecnologías como la inteligencia artificial, la internet de las cosas y el análisis de datos, las empresas son capaces de optimizar operaciones, crear productos mucho más avanzados y adaptados al mercado. ANAV ha incorporado esta tecnología para crear las plantas gemelas digitales de Ascó y Vandellós II, un proyecto que se inició en 2019 y se ha implantado en la organización en 2022.

El concepto de gemelos digitales adaptado a las necesidades de ANAV representa disponer de herramientas que permitan acceder a una copia de las plantas en un formato digital amigable y que posibilite conocer con precisión las distribuciones físicas de estructuras, sistemas y componentes (ESC) y poder hacerlo desde el propio puesto de trabajo. El desarrollo de este proyecto se enmarca en el plan de digitalización de ANAV, como una iniciativa, de hecho, una de las primeras en llevarse a cabo, orientada a mejorar la productividad y la eficiencia en todos los procesos.

La idea de disponer de imágenes de sistemas de las plantas para poder ejecutar determinados proyectos no es nueva en ANAV. Ya se habían realizado con anterioridad tanto en Ascó como en Vandellós II por parte de ingeniería en distintas ocasiones o en casos más concretos como el escaneado de ESC relacionados con la instrucción técnica del Consejo de Seguridad Nuclear relativa al tratamiento de gases en tuberías de sistemas de seguridad, o el modelado en 3D de la piscina de combustible y el sistema de refrigeración de la C.N. Vandellós II, pero no se había tratado como un proyecto transversal hasta 2019, cuando se decidió abordar el desarrollo del proyecto “Planta Gemela Digital”, tras una prueba piloto realizada en la cota +57m del edificio auxiliar de C.N. Ascó, que demostró la efectividad técnica de esta tecnología y su valor para la organización.

Zona de turbinas de baja presión en C.N. Ascó 2 (modo imagen panorámica).
Zona de turbinas de baja presión en C.N. Ascó 2 (modo medición).

PALANCA DE CAMBIO HACIA LA DIGITALIZACIÓN 

De hecho, este carácter transversal del proyecto es uno de los motivos por los que se ha convertido en una de las primeras iniciativas del plan de digitalización de ANAV, puesto que beneficia a múltiples áreas y procesos y, por tanto, permite distribuir valor entre los diferentes grupos de interés internos de la organización. Esto abre la puerta a convertirse en palanca de cambio del proceso de digitalización en ANAV, porque incorpora la tecnología en el desempeño de los procesos y, además, sus beneficios son rápidamente reconocidos. Es lo que se denomina Quick Wins o ganancias rápidas que pueden ayudar a cambiar los modos de pensar de las personas y favorecer, así, el pensamiento positivo en referencia a la transformación que supone la digitalización.

El plan de digitalización incluye en la actualidad 24 iniciativas que vertebran la innovación y la transformación de este proceso y suponen un paso más en la apuesta de ANAV por el futuro en la operación segura y fiable de las centrales nucleares Ascó y Vandellós II.

Las iniciativas incluidas en el plan de digitalización se agrupan en tecnologías de  movilidad, con la incorporación de dispositivos digitales para las rondas de Operación; Contra Incendios y Protección Radiológica, para la ejecución de órdenes de trabajo o para la gestión de los almacenes, por ejemplo; la mejora de conectividad, con el despliegue de puntos wi-fi en los bloques de potencia con conexión a la red de gestión para sincronización de los dispositivos digitales sin necesidad de desplazarse a oficinas; la utilización de drones en inspecciones aéreas y sumergibles; el uso de inteligencia artificial para la detección temprana de fuego o para la presencia de algas en la toma de agua de refrigeración de C.N. Ascó, entre otros; la monitorización en tiempo real del rendimiento de los grupos nucleares incluyendo un prediagnóstico del origen de posibles pérdidas; el desarrollo de modelos en realidad virtual para formación en la utilización de equipos de emergencia y de zonas de contención de C.N. Vandellós II; la incorporación de sensores inalámbricos de vibración y temperatura para facilitar el mantenimiento predictivo avanzado de equipos rotativos; y finalmente, el desarrollo de las plantas gemelas digitales.

Cubículo de la bomba de carga C en C.N. Vandellós II donde pueden verse elementos con información asociada.
Ejemplo de información asociada a un elemento de tipo válvula que se puede encontrar en la aplicación.

MEJORA DE LA EFICIENCIA EN LA PREPARACIÓN DE LOS TRABAJOS

Disponer de plantas gemelas digitales contribuirá a mejorar la preparación de los trabajos, tanto en las reuniones previas, como en la elaboración de órdenes de trabajo y en la toma de datos. Por otro lado, permitirá la optimización de las tareas asociadas a la identificación de posibles interferencias no identificadas en los planos, así como de las visitas a planta en la implantación de modificaciones de diseño puesto que permitirá observar e identificar antes de ir a planta los puntos concretos sobre los que se quiere intervenir, ahorrando tiempo y ganando en eficiencia. También se convertirá en una herramienta importante para la formación, tanto para el desarrollo y soporte del entrenamiento de actividades no rutinarias como en la transferencia de conocimiento.

La implantación de la tecnología digital y virtual, más allá de lo usos ya esperados e identificados a priori, proporcionará en el futuro nuevas utilidades y usos potenciales. Así lo confirma José Ignacio Alútiz, jefe del proyecto, “tenemos que escuchar a los usuarios para que sea útil. Ya hemos incorporado algunas aportaciones a partir del feedback que nos están dando, y otras, se incorporarán en el futuro”.

De esta manera, el éxito de la aplicación es lograr que sea útil y que aporte valor a la organización y por ello, se ha convertido en un proyecto multidisciplinar que ha contado con la participación de profesionales de diferentes áreas en las distintas fases del proyecto. El equipo, liderado por Alútiz, ha contado con Rubén Caballero y Diego Pérez, en C.N. Vandellós II y C.N. Ascó respectivamente, para la ejecución de los trabajos en planta; con Marián Morán y Juan Carlos Delgado para los desarrollos informáticos; además de 25 usuarios de prueba de diferentes perfiles de Ingeniería de Planta, Mantenimiento, Operación y Protección Radiológica de ambas plantas, así como Ingeniería de Diseño y Formación, tanto de ANAV como de empresas colaboradoras, que han sido los encargados de evaluar la herramienta y cuyas aportaciones han resultado vitales para valorar la aplicación y también para incorporar mejoras que contribuyan a su utilidad. Durante esta fase inicial se fueron incorporando más usuarios hasta alcanzar las 220 personas dadas ya de alta de manera previa a su implantación definitiva. Este interés y la creciente demanda de solicitudes de alta confirma la utilidad y la efectividad de esta nueva herramienta para los profesionales de ANAV.

Gemelas digitales de las plantas en cifras.

Así lo demuestran las valoraciones de estos primeros usuarios: “la hemos utilizado para tres cosas, la primera para identificar la posición de equipos, dónde está situada una bomba, una válvula, en qué cubículo y cuál es su accesibilidad. Eso nos permite poder acceder al campo con un mayor conocimiento de lo que nos vamos a encontrar, eso siempre implica un ahorro de tiempo y al final un ahorro de dosis. Nos ha permitido también enseñar a los trabajadores dónde están las zonas de menor y mayor radiación cuando van a realizar un trabajo, incluso lo hemos utilizado en directo durante pre-jobs, viendo dónde van a ir y lo que tienen que hacer. Finalmente, es un producto que nos está yendo muy bien para elaborar procedimientos porque podemos acceder a zonas de la planta, utilizar las imágenes, recortarlas e incluirlas como referencia”, afirma Luis Vega, de la Unidad de Protección Radiológica de C.N. Ascó.

También los profesionales de empresas que colaboran con ANAV pueden hacer uso de la herramienta para lograr mayor eficiencia en sus tareas. Así lo confirma Gustavo Gutjer, del Departamento de Ingeniería Civil y Estructural de Dynatec: “Es una herramienta muy intuitiva y nos ayuda a minimizar las entradas a planta de las dos centrales. Por ejemplo, a través de la aplicación podemos ver todo el recorrido de un sistema evitando ir plano por plano. También es muy interesante poder entrar en la contención mientras la planta está operando. Ya la hemos incorporado en nuestras rutinas de trabajo”.

Por otro lado, el desarrollo de las gemelas digitales ha contado con la participación de tres empresas especializadas: IDOM, que ha liderado el grupo como integrador y responsable último del procesado de la información, DOGRAM para la captura y preprocesado de las imágenes, y finalmente, VIIN, que ha sido la responsable de la adaptación del software.

Pantalla inicial de navegación por edificios de la aplicación para C.N. Ascó 1.

LA IMPLANTACIÓN DE PLANTVIEW

En 2020, tras la prueba piloto realizada el año anterior, y una vez elaborada la especificación técnica y licitación del proyecto, se inició la captura de la realidad física de las plantas mediante escaneado láser y captura fotográfica panorámica 360º. En total durante 1 año y 10 meses se realizaron 10.156 escaneados aprovechando las recargas de combustible de los 3 grupos, lo que supone un volumen equivalente a 1,26 Terabytes de información.

A partir de aquí, y en paralelo a la toma de imágenes, se inició también el procesado y configuración de la información, adaptándola a la plataforma Plantview que es la aplicación que se utilizará en ANAV. Esta aplicación permite la visualización de estas en alta definición y la navegación dentro de las imágenes pudiendo pasar de una primera visión panorámica más amplia hasta el detalle de lo que el usuario esté buscando. Existe además otra configuración, denominada nube de puntos, que permite tomar distancias o identificar coordenadas dentro de las imágenes en una aplicación conocida como Trueview. El potencial de Plantview es enorme por su capacidad para incorporar información. Solo para el desarrollo de esta primera versión se han configurado un total de 6.218 puntos de información (edificios, recintos y válvulas).

La aplicación se ha incorporado definitivamente a los servidores de ANAV en el último semestre de 2022 y ya se ha iniciado el despliegue por la organización, dando, de esta manera, por finalizado el proyecto inicial, pero no definitivo, de planta gemela digital puesto que actualmente se está desarrollando la estrategia de continuidad y escalabilidad de la aplicación. El potencial es enorme, por ello, el objetivo de ANAV es aumentar la incorporación de contenidos que impacten en la transformación digital de la organización.

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